Дифракцийн тор - асуудлууд ба шийдэл
1. Нэг сантиметр тутамд 4000 зүсэлттэй торыг монохромат гэрлээр гэрэлтүүлж , 30° өнцгөөр хоёрдугаар эрэмбийн тод шугам үүсгэнэ. Ашигласан гэрлийн долгионы урт хэд вэ? (1 Å = 10 -10 м)
Мэдэгдэж байгаа:
Зүсэлтийн хоорондох зай (d) = 1 / (4000 зүсэлт / см) = 0.00025 см = 2.5 x 10 -4 см = 2.5 x 10 -6 метр
(n) = 2-р дараалал
Син 30 o = 0.5
1 Å = 10 -10 м
Хүссэн зүйл: Гэрлийн долгионы урт (λ)
Шийдэл:
2. 2.5×10 -7 м долгионы урттай монохромат гэрэл нь 10,000 завсар/см2 бүхий торонд тусна. Хоёрдугаар эрэмбийн тод шугамын өнцгийн байрлалыг тодорхойл.
Мэдэгдэж байгаа:
Зүсэлтийн хоорондох зай (d) = 1 / (10,000 зүсэлт / см) = 0.0001 см = 1 x 10 -4 см = 1 x 10 -6 м
(n) = 2-р дараалал
Долгионы урт (λ) = 2.5 x 10 -7 м
Хүссэн: Өнцөг (θ)
Шийдэл:
3. 5.10-7 м долгионы урттай монохромат гэрэл торонд тусна. Зүсэлт ба харах дэлгэцийн хоорондох зай 2 м, гуравдугаар эрэмбийн ирмэг ба төв ирмэгийн хоорондох зай 150 см байна. Зүсэлтийн хоорондох зайг тодорхойл.
Мэдэгдэж байгаа:
Долгионы урт (λ) = 5 x 10 -7 м
л = 2 м
n = 3
у = 150 см = 1.5 м
Хүссэн: завсар хоорондын зай
Шийдэл:
sin θ ≈ tan θ = y / l = 1.5 / 2 = 0.75 = 75 x 10 -2
Зүсэлтийн хоорондох зай:
d sin θ = n λ
d (75.10 -2 ) = (3)(5.10 -7 )
d (75.10 -2 ) = 15.10 -7
d = (15.10 -7 ) / (75.10 -2 )
d = (15/75).10 -5
d = (1/5)(10 -5 ) м
d = (0.2)(10 -5 ) м
d = 2.10 -6 м
4. 500 нм (1 нано = 10 -9 ) долгионы урттай монохромат гэрэл нь торонд тусаж, 30° өнцгөөр дөрөвдүгээр эрэмбийн тод шугам үүсгэнэ. Нэг сантиметр тутамд хэдэн завсар байгааг тодорхойл.
Мэдэгдэж байгаа:
Долгионы урт (λ) = 500.10 -9 м = 5.10 -7 м
θ = 30 o
n = 4
Хүссэн зүйл: сантиметр тутамд зүсэлтийн тоо
Шийдэл:
Зүсэлтийн хоорондох зай:
d sin θ = n λ
d (sin 30 o ) = (4)(5.10 -7 )
d (0.5) = 20.10 -7
d = (20.10 -7 ) / 0.5
d = 40.10 -7
d = 4.10 -6 м
Нэг сантиметр тутамд байгаа зүсэлтийн тоо:
x = 1 / 4.10 -6 м
x = 0.25.10 6 / м
x = 0.25.10 6 / 10 2 см
x = 0.25.10 4 / см
x = 25.10 2 / см
x = 2500 / см
5. 500 нм (1 нм = 10 -9 м) долгионы урттай монохромат гэрэл нь торонд тусаж, 30° өнцгөөр хоёрдугаар эрэмбийн тод шугам үүсгэнэ. Нэг сантиметр тутамд хэдэн завсар байгааг тодорхойл.
Мэдэгдэж байгаа:
Долгионы урт (λ) = 500.10 -9 м = 5.10 -7 м
θ = 30 o
n = 2
Хүссэн зүйл: сантиметр тутамд зүсэлтийн тоо
Шийдэл:
Зүсэлтийн хоорондох зай:
d sin θ = n λ
d (sin 30 o ) = (2)(5.10 -7 )
d (0.5) = 10.10 -7
d = (10.10 -7 ) / 0.5
d = 20.10 -7
d = 2.10 -6 м
Нэг сантиметр тутамд байгаа зүсэлтийн тоо:
x = 1 / d
x = 1 / 2.10 -6 м
x = 0.5.10 6 / 1 м
x = 0.5.10 6 / 10 2 см
x = 0.5.10 4 / см
x = 5.10 3 / см
x = 5000 / см
Дифракцийн торны талаарх 20 ойлголтын асуулт, хариулт:
1. Асуулт: Дифракцийн тор гэж юу вэ?
Хариулт: Дифракцийн тор нь үечилсэн бүтэцтэй оптик бүрэлдэхүүн хэсэг бөгөөд гэрлийг өөр өөр чиглэлд хөдөлж буй хэд хэдэн цацраг болгон хувааж, дифракцалдаг.
2. Асуулт: Дифракцийн тор нь давхар завсарлагаас юугаараа ялгаатай вэ?
Хариулт: Хоёулаа дифракц үүсгэдэг ч тор нь нэгж урт тутамд илүү олон завсар (эсвэл шугам)-тай байдаг тул илүү их дифракцлагдсан цацраг болон илүү тод спектрийн тусгаарлалт үүсгэдэг.
3. Асуулт: Яагаад торны шугамын хоорондох зай чухал вэ?
Хариулт: Зай нь гэрлийн янз бүрийн долгионы урт хугарах өнцгийг тодорхойлдог бөгөөд ингэснээр үүссэн спектрийн нягтрал болон тод байдалд нөлөөлдөг.
4. Асуулт: Дифракцийн өнцөг нь гэрлийн долгионы урттай хэрхэн холбогддог вэ?
Хариулт: Энэ хамаарлыг торны тэгшитгэлээр өгнө: ��=�sin� , энд нь дифракцийн дараалал, нь долгионы урт, нь торны зай, нь дифракцийн өнцөг юм.
6. Асуулт: Яагаад өөр өөр өнгө/долгионы урт өөр өөр өнцгөөр ялгаатай байдаг вэ?
Хариулт: Дифракцийн өнцөг ( ) нь долгионы урттай ( ) шууд пропорциональ байдаг тул урт долгионы урт (улаан гэх мэт) нь богино долгионы уртаас (цэнхэр гэх мэт) илүү их дифракцтай байдаг.
7. Асуулт: Дифракцийн торны завсар (эсвэл шугам)-ын тоог нэмэгдүүлэх нь хэв маягт хэрхэн нөлөөлдөг вэ?
Хариулт: Завсарын тоог нэмэгдүүлэх нь дифракцийн максимумыг хурцалж, спектрийн нарийвчлалыг нэмэгдүүлдэг.
8. Асуулт: Торны шийдвэрлэх чадвар гэж юуг хэлнэ вэ?
Хариулт: Шийдвэрлэх чадвар гэдэг нь торны хоёр хоорондоо ойрхон зайтай долгионы уртыг ялгах чадвар юм. Энэ нь шугамууд ихсэх, дифракцийн дараалал өндөр байх тусам нэмэгддэг.
9. Асуулт: Дифракцийн торыг гэрлээс гадна бусад төрлийн долгионтой хамт ашиглаж болох уу?
Хариулт: Тийм ээ, тэдгээрийг дууны долгион болон рентген туяа зэрэг аливаа долгионы үзэгдэлтэй хамт ашиглаж болно.
10. Асуулт: Дамжуулах тор нь ойлтын торноос юугаараа ялгаатай вэ?
Хариулт: Дамжуулах торонд гэрэл нь торны материалаар дамждаг бол ойлтын торонд гэрэл нь торны гадаргуугаас ойдог.
11. Асуулт: Шатаасан тор гэж юу вэ?
Хариулт: Шатсан тор гэдэг нь ховилууд нь ихэнх энергийг тодорхой дифракцийн дараалалд чиглүүлэхийн тулд өнцөг (эсвэл шатсан) байрлуулсан тусгал тор бөгөөд үр ашгийг оновчтой болгодог.
12. Асуулт: Торны ховилын нягтрал (мм тутамд шугам) яагаад чухал вэ?
Хариулт: Ховилын нягтрал нь торны тархалт болон нарийвчлалыг тодорхойлдог. Ховилын нягтрал өндөр байх нь ерөнхийдөө өндөр нарийвчлалтай байдаг.
13. Асуулт: Сараалж хэрхэн спектр үүсгэдэг вэ?
Хариулт: Цагаан гэрэл нь тортой харилцан үйлчлэлцэх үед долгионы урт бүр өвөрмөц өнцгөөр дифракцлагдаж, орон зайд тархаж, спектр үүсгэдэг.
14. Асуулт: Дифракцийн өндөр дараалал яагаад хоорондоо давхцаж болох вэ?
Хариулт: Өөр өөр долгионы уртын хувьд өндөр эрэмбийн цацрагууд нь бусад долгионы уртын доод эрэмбийн цацрагуудтай тохирч буй өнцгөөр хугарч, улмаар давхцах спектр үүсгэдэг.
15. Асуулт: Үзэгдэхгүй долгионы уртыг судлахын тулд тор ашиглаж болох уу?
Хариулт: Тийм ээ, торыг хэт ягаан болон хэт улаан туяа зэрэг цахилгаан соронзон спектрийн янз бүрийн хэсэгт зориулж зохион бүтээж болно.
16. Асуулт: Сараалжны материал нь дифракцийн хэв маягт ямар үүрэг гүйцэтгэдэг вэ?
Хариулт: Материалын шинж чанар нь янз бүрийн дифракцийн дарааллын үр ашигт нөлөөлж, торыг оновчтой болгох долгионы уртын хүрээг тодорхойлж болно.
17. Асуулт: Голографик дифракцийн торыг хэрхэн үүсгэдэг вэ?
Хариулт: Голографийн торыг механикаар зохицуулдаг ховилын оронд лазер гэрлийн интерференцийн хэв маягийг ашиглан үүсгэдэг бөгөөд энэ нь бага гэрлийн болон илүү цэвэршилттэй спектрийг бий болгодог.
18. Асуулт: Яагаад тэг эрэмбийн максимум нь ихэвчлэн илүү тод байдаг вэ?
Хариулт: Тэг эрэмбийн максимум нь хугараагүй гэрэлтэй тохирч байна. Энэ нь дифракцлагдсан эрэмбийнх шиг их тархалтанд ордоггүй тул түүний эрчим ерөнхийдөө өндөр байдаг.
19. Асуулт: Тор нь туйлширсан гэрэлтэй ажиллаж чадах уу?
Хариулт: Тийм ээ, дифракцийн үр ашиг болон хэв маяг нь туссан гэрлийн туйлшралын төлөвөөс хамааран өөр өөр байж болно.
20. Асуулт: Спектроскопийн хувьд тор нь призмээс яагаад давуу талтай вэ?
Хариулт: Тор нь призмтэй харьцуулахад илүү сайн нягтрал, долгионы уртын илүү шугаман тархалтыг санал болгодог бөгөөд гэрлийг спектрийн дагуу тараахад илүү үр дүнтэй байдаг.
Дифракцийн тор нь оптик судалгаа, хэрэглээнд, ялангуяа спектроскопид чухал үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд гэрлийн спектрийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг нарийвчлан судлах боломжийг олгодог.
